岩石学课件1

d. 压力：对于不含水的干岩浆，压力升高，粘度增加。对于 富水岩浆Biblioteka Baidu较为复杂：
I. 压力增加,挥发份溶解度增加，粘度降低； II. 压力达到一定值,挥发份饱和，粘度随压力升高而 增加。
粘 度
饱 合 点
压力
7. 岩 浆 作 用
● 地 下 深 处 的 岩 浆， 在 其 挥 发 份 和 地 质 应 力 的 作 用 下， 沿 构 造脆弱带上升到地壳上部或地 表， 岩 浆 上 升 运 移 过 程 中， 由 于 物 理 化 学 条 件 的 改 变， 又 不 断 地 改 变 自 己 的 成 分， 最 后 凝 固 成 岩 浆 岩， 这 一 复 杂 过 程， 称 为 岩 浆 作 用。
b. 研究地质温度计： 某些造岩矿物的形成温度和相变温度可以间接推测研
究结晶时的温度。 例如：方石英转变为鳞石英：1470℃
正长石分解为白榴石和二氧化硅：1170℃ 普通角闪石暗化：1050℃ 大气压下黑云母分解、暗化：1050～840℃ 鳞石英转变为β－石英：870℃ 棕色角闪石转变为绿色角闪石：750℃ β－石英转变为α－石英：575℃
5 岩浆岩不同于沉积岩和变质岩的
主要判别标志
●（1）岩浆岩大部分为块状的结晶岩石，部分为玻璃质岩石 。具有玻璃质的岩石一般是岩浆岩，只有极少数情况下，在 强烈断裂带内才有玻化岩。 ●（2）岩浆岩中有一些特有的矿物和结构构造。霞石、白榴 石、气孔、杏仁构造。 ●（3）岩浆岩体与围岩间一般都有明显的界线，呈各种各样 的形态存在在于地层中，有 的平行，有的切穿围岩的层理和 片理。 ●（4）岩体中常含有围岩碎块（捕虏体〕，这些被捕虏的围 岩碎块和围岩常遭受热变质作用。 ●（5）各地质时期形成的主要岩浆岩类，大部分都可以找到 与其化学成分近似的现代火山岩。 ●（6）岩浆岩中没有任何生物遗迹。
岩流圈
地壳 上地幔 下地幔
外核
内核
（2） 岩浆的起源条件
3 岩浆岩及其研究意义
●（1） 岩石类型及其鉴别特征 ●（2） 岩石系列与组合 ●（3） 岩石成因 ●（4）岩浆作用与构造环境 ●（5）火成岩岩石探针与当代地球科学 前缘
4 基本概念
●（1〕岩石：天然产出的，由一种或多种矿物或火山玻璃、生物遗骸 、胶体组成的固态 集 合体。 ●（2）岩浆岩（Magmatic rocks，Igneous rocks）:它是由地壳深处或 上地幔中形成的高温 熔融的岩浆，在侵入地下或喷出地表冷凝而成的 岩石。也可称之为火成岩 。或简单地说，由岩浆冷凝固结而成的岩石称 为岩浆岩。 ●（3）岩石学（Petrology）：是专门研究地壳、地幔及其它星体产出 的岩石的分布、产 状、成分、结构、构造、分类、命名、成因、演化等 方面的科学。
氧 的 含 量 最 高, 占 岩 浆 岩 重 量 的46.59%, 占 体 积 的 94.2%
2. 次 要 元 素：P, H, Mn, B 等
3. 以 氧 化 物 表 示:
SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MgO, CaO, K2O, Na2O 和 H2O 等9 种 最 重 要, 占 岩 浆 岩 平 均 化 学 成 分 的98% 左 右.
c.熔化岩浆岩的方法 通过岩浆岩的重熔和再结晶实验，也可得知其大 致温度。一个大气压下， 玄武岩开始结晶的温度为 1235～1160℃
完全结晶是1060℃。 花岗岩的熔点为 950±50℃
d.玻璃包裹体均一法测温
霞石岩中 橄榄石均一温度为 1220～1290℃ 辉石均一温度为 1120～1280℃ 流纹岩中 石英均一温度为 790～1220℃ 透长石均一温度为 1100～1200℃
（ 三）、 岩 浆 岩 矿 物 的 成 因 类 型
按矿物形成阶段及形成时的物理化学条件划分 ● 1. 原 生 岩 浆 矿 物： 岩 浆 冷 凝 过 程 中 形 成 的 矿 物。 按 成 因 特 点 又 可 分 为 以 下 三 类：
正 常 矿 物： 直 接 从 岩 浆 中 结 晶 出 来 而 且 在 岩 石 形 成 过 程 中 稳 定 的 矿 物。
● 3. 色 率： 岩 浆 岩 中 暗 色 矿 物 的 百 分 含 量 称 为 色 率。
● 4. 浅 色 岩： 习 惯 上 把 花 岗 岩、 正 长 岩 等 浅 色 矿 物 占 优 势 的 岩 石 称 为 浅 色 岩。 其 色 率 在0～30 之 间。
● 5. 暗 色 岩： 色 率 在60～100， 以 暗 色 矿 物 占 优 势 的 岩 石 称 为 暗 色 岩。 如 橄 榄 岩、 辉 长 岩 等。
e. 地质温度计及地质压力计 热力学、 岩 石 物 理 化 学、 实 验 岩 石 学 资 料 能斯特分配定律 平衡共生矿物共有成分分配函数 计算矿物结晶温度 二 长 石 温 度 计、 二 辉 石 温 度 计、 钛 铁 氧 化物温度计等
●（4） 岩 浆 的 粘 度 粘 度： 是液体或半流体流动的难易程度。 单位Pa.S 帕斯卡 秒，( 相当于20度时水的粘度的1000 倍)。 影 响 粘度的因素： a. 氧化物：SiO2，Al2O3，Cr2O3的存在使粘度增加，尤其SiO2 。因此，基性岩粘度小，以溢流为主；酸性岩粘度大，多以 爆发形式为主。 b. 挥发份：其存在将显著降低岩浆粘度。挥发份增加，粘度 低。 c. 温度：温度升高，粘度降低。
残 余 矿 物 和 反 应 矿 物： 矿 物 从 岩 浆 中 析 出 后， 因 温 度、 压 力 、 成 分 等 发 生 变 化， 使 这 些 矿 物 受 到 部 分 溶 蚀、 反 应 或 分 解。 其 中 尚 未 遭 受 变 化 的 残 余 部 分 叫 残 余 矿 物； 已 经 受 反 应、 分 解 而 形 成 的 新 矿 物 称 反 应 矿 物。 如 橄 榄 石 的 辉 石 反 应 边。
● 6. 根 据 色 率 :可 以 粗 略 判 断 岩 石 的 成 分 和 酸 性 程 度。
（ 二）、 主要矿物、 次要矿物、 副矿物
● 1. 主 要 矿 物： 在 岩 石 中 含 量 众 多， 对 于 确 定 岩 石 名 称 是 不 可 缺 少 的， 在 分 类 命 名 上 起 主 要 作 用。 如 石 英、 钾 长 石 是 花 岗 岩 的 主 要 矿 物。
● 3. 副 矿 物： 含 量 很 少， 常 小 于1％， 个 别 情 况 可 达 5％， 在 一 般 的 分 类 命 名 中 均 不 起 作 用。 但 它 们 对 于 了 解 一 个 岩 体 的 形 成 条 件， 对 比 不 同 岩 体， 确 定 岩 体 时 代 以 及 研 究 稀 散 元 素 有 重 要 意 义 。
H2O+( 结 晶 水) 和H2O- ( 吸 附 水) 一 般<2% 个 别 达10%
TiO2
0～2%
很 少 超 过 5%
P2O5
0～0.5% 很 少 超 过 3%
MnO
0～0.3% 很 少 超 过 2%
4. SiO2 是 最 重 要 的 成 分。 是 岩 石 酸 性 程 度 （ 基 性 程 度） 的 标 志。
超基性岩 基性岩 中性岩 酸性岩
SiO2<45% SiO2=45～53% SiO2=53～66% SiO2>66%
5. 岩 浆 岩 化 学 成 分 变 化 规 律
6. 微 量 元 素
岩 浆 中 存 在 大 量 微 量 元 素：
Li、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Ba、Ta、Pb 、Th、U 等
H2O, CO2, CO, N2, SO2, SO3, H2S, HCl, H2F 成矿金属元素
●（3）岩浆的温度
a .观察现代熔岩流的温度 通常：700℃～1200℃ 基性熔岩：1025℃～1225℃ 酸性熔岩：735℃～890℃ 一般来说，熔岩流的温度总是 比地下深处同成分的、正在结 晶的岩浆高，这是因为地下深 处的岩浆富含挥发份，挥发份 可以使起熔温度和液相线温度 明显下降。
的 矿 物 统 称 为 造 岩 矿 物。
（ 一）、 硅 铝 矿 物 和 铁 镁 矿 物
● 1. 硅 铝 矿 物 ：SiO2 和Al2O3 含 量 较 高， 不 含 铁 镁。 如 石 英、 长 石 类 及 似 长 石 类。 这 些 矿 物 颜 色 均 较 浅， 所 以 又 叫 浅 色 矿 物 。
● 2. 铁 镁 矿 物：FeO 与MgO 含 量 较 高，SiO2 含 量 较 低。 如 橄 榄 石、 辉 石 类、 角 闪 石 类 和 黑 云 母 类。 这 些 矿 物 颜 色 一 般 较 深， 所 以 又 叫 暗 色 矿 物。
● 2. 次 要 矿 物： 在 岩 石 中 含 量 次 于 主 要 矿 物， 对 于 划 分 岩 石 大 类 不 起 主 要 作 用， 但 对 确 定 岩 石 种 属 起 一 定 作 用 的 那 些 矿 物。 如 闪 长 岩 中 的 石 英， 含 量 约2％， 没 有 石 英 也 叫 闪 长 岩； 当 石 英5％ 时 ， 则 叫 石 英 闪 长 岩。
SiO2 Al2O3 MgO
34～75% 少 数 可 达 80% 10～20% 在 纯 橄 榄 岩 中 较 低
1～25%
CaO
0～15% 但 某 些 辉 长 岩 中 达23%
Fe2O3+FeO 0.5～15% 一 般FeO>Fe2O3
Na2O
0～15% 霞 石 岩 中 可 达19.48%
K2O
一 般<10% 白 榴 石 岩 中 可 达17.94%
微 量 元 素 丰 度 及 其 比 值（ 如 K/Rb、K/Ba、Rb/Sr、Nb/Ta、 Th/U 等〕， 对 探 讨 岩 石 成 因 和 岩 浆 演 化 有 重 要 意 义。
7. 同 位 素 及 其 比 值
Sr87/Sr86, Pb206/Pb204, Pb207/Pb204, O18/O16, S34/S32 等 同位素丰度及其比值对于探讨岩浆起源及其演化具 有 重 要 意 义.
a.岩类学：或称描述岩石学或岩相学，它主要是研究岩石的产状、 分布、组成、分类、命名等方面的问题。
b.岩理学：又称理论岩石学或成因岩石学，它主要是研究岩石的形 成条件及成因等方面的问题。 ●（4〕岩浆岩岩石学：是研究岩浆的起源、运移、演化、结晶及岩浆 岩的组成、结构、 构造、产状、分布、分类、命名、共生组合、成因机 理及与构造、矿产关系等的一门独立科学。
● 2. 成 岩 矿 物： 在 岩 浆 完 全 结 晶 后， 由 于 外 界 物 理 化 学 条 件 的 变 化（ 主 要 是 温 度 和 压 力 的 降 低〕， 使 原 生 岩 浆 矿 物 发 生 转 变 而 新 形 成 的 矿 物 叫 成 岩 矿 物。 如 透 长 石→ 正 长 石。
● 3. 岩 浆 期 后 矿 物： 在 岩 浆 已 基 本 上 凝 固 成 固 体 的 岩 石 后， 由 于 受 残 余 挥 发 份 和 岩 浆 期 后 溶 液 作 用 而 生 成 岩 浆 期 后 矿 物。 它 们 往 往 交 代 原 生 矿 物 或 充 填 在 矿 物 的 孔 隙 及 晶 洞 中。
二. 岩浆岩的矿物成分
●岩 浆 岩 的 矿 物 成 分, 对 于 了 解 岩 石 的 化 学 成 分、 生 成 条
件， 以 及 岩 石 成 因 都 有 重 大 意 义。 同 时， 它 也 是 岩 浆 岩 分 类 和 鉴 别 的 主 要 依 据。
● 组 成 岩 浆 岩 的 矿 物， 常 见 的 不 过20 几 种， 这 些 构 成 岩 石
6 关于岩浆的讨论
●（1）岩浆的概念
岩浆是上地幔和地壳深处形成的，以硅酸盐
为主要成分的炽热、粘稠、含有挥发份的熔 融体（熔体）。 少数情况下存在有碳酸盐岩浆、金属硫化物 及金属氧化物岩浆，后者也称为矿浆。 现代火山喷发使我们能够直接观察到岩浆。
●（2）岩浆的成份
主要成分：硅酸盐 以氧化物形式表示SiO2, Al2O3, FeO, Fe2O3, MgO, CaO, Na2O, K2O, H2O SiO2 = 40%～75% 挥发份 （＜6％）
●侵 入 地 壳 之 中－ 侵 入 作 用－ 侵入岩
● 喷 出 地 表－ 喷 出 作 用－ 喷 出 岩
1.2 岩 浆 岩 的 物 质 成 分
●化 学 成 分 ●矿 物 成 分
●共 生 组 合 与化学成分的关系
一、 岩 浆 岩 的 化 学 成 分
1. 造 岩 元 素：
O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, K, Ti 等， 其 总 和 约 占 岩 浆 岩 总 重 量 的 99.25%